[發(fā)明專利]同軸式駕駛室穩(wěn)定桿直徑的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410567390.0
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104268357B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周長城;于曰偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.同軸式駕駛室穩(wěn)定桿直徑的設(shè)計方法，其具體設(shè)計步驟如下：

(1)駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾線剛度設(shè)計要求值K_wsR的計算：

根據(jù)穩(wěn)定桿的懸置距離L_c，及穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的設(shè)計所要求值對駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾線剛度設(shè)計要求值K_wsR進(jìn)行計算，即

(2)駕駛室穩(wěn)定桿橡膠襯套徑向剛度K_x的解析計算：

根據(jù)橡膠套的內(nèi)圓半徑r_a，外圓半徑r_b，長度L_x，彈性模量E_x和泊松比μ_x，對駕駛室穩(wěn)定桿橡膠襯套的徑向剛度K_x進(jìn)行計算，即

其中，

Bessel修正函數(shù)I(0,αr_b)，K(0,αr_b)，I(1,αr_b)，K(1,αr_b)，I(1,αr_a)，K(1,αr_a)，I(0,αr_a)，K(0,αr_a)；

(3)對同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管的內(nèi)、外徑d和D進(jìn)行設(shè)計：

根據(jù)擺臂長度l₁，扭管的一半長度l₂，內(nèi)、外徑之比k_d，材料的彈性模型E和泊松比μ，步驟(1)中計算所得到的K_wsR，及步驟(2)中計算得到的K_x，對同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管的外徑D進(jìn)行設(shè)計，即

根據(jù)設(shè)計所得到的扭管的外徑D，及內(nèi)、外徑之比k_d，對同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管的內(nèi)徑d進(jìn)行設(shè)計，即

d＝k_dD；

(4)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)剛度的驗算及ANSYS仿真驗證：

①根據(jù)擺臂長度l₁，扭管的一半長度l₂，彈性模型E和泊松比μ，及步驟(3)中所得到的扭管的內(nèi)徑d和外徑D，對穩(wěn)定桿的線剛度進(jìn)行計算，即

根據(jù)計算得到的K_w，穩(wěn)定桿的懸置距離L_c，步驟(2)中計算得到的K_x，對該穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾線剛度驗算值K_wsT和側(cè)傾角剛度驗算值分別進(jìn)行驗算，即

②在擺臂懸置位置處施加載荷F，且在不考慮駕駛室懸置彈簧剛度的情況下，根據(jù)①步驟中計算所得到的側(cè)傾線剛度驗算值K_wsT，對擺臂在懸置位置處的變形位移f_wsC進(jìn)行計算，即f_wsC＝F/K_wsT；

根據(jù)穩(wěn)定桿的懸置距離L_c，擺臂長度l₁，及擺臂在懸置位置處到最外端處之間的距離Δl₁，利用穩(wěn)定桿系統(tǒng)變形及擺臂位移的幾何關(guān)系，計算得到：

擺臂最外端處的變形位移

駕駛室的側(cè)傾角度

駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的驗證值

③利用ANSYS有限元仿真軟件，根據(jù)穩(wěn)定桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及材料特性參數(shù)，建立仿真模型，劃分網(wǎng)格，并在擺臂的懸置位置處施加與②步驟相同的載荷F，對穩(wěn)定桿系統(tǒng)的變形進(jìn)行ANSYS仿真，得到擺臂最外端處的變形位移f_wsA；

根據(jù)ANSYS仿真所得到的擺臂最外端處的變形位移f_wsA，擺臂長度l₁，擺臂在懸置位置處到最外端處之間的距離Δl₁，及穩(wěn)定桿的懸置距離L_c，利用穩(wěn)定桿系統(tǒng)變形及擺臂位移的幾何關(guān)系，計算得到：

擺臂懸置位置處的變形位移

駕駛室的側(cè)傾角度

駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的ANSYS仿真驗證值

④將②步驟中計算得到的f_wsC、f_wsA、和的驗證值，與③步驟仿真計算所得到的f_wsC、f_wsA、和的ANSYS仿真驗證值進(jìn)行比較，從而對所提供的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿直徑的設(shè)計方法的準(zhǔn)確性及參數(shù)設(shè)計值的可靠性進(jìn)行驗證。